[go: up one dir, main page]

RU2459146C2 - Burner - Google Patents

Burner Download PDF

Info

Publication number
RU2459146C2
RU2459146C2 RU2010146228/06A RU2010146228A RU2459146C2 RU 2459146 C2 RU2459146 C2 RU 2459146C2 RU 2010146228/06 A RU2010146228/06 A RU 2010146228/06A RU 2010146228 A RU2010146228 A RU 2010146228A RU 2459146 C2 RU2459146 C2 RU 2459146C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
burner
mixing
swirling
mixing cavity
air
Prior art date
Application number
RU2010146228/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010146228A (en
Inventor
Хенрик АНДЕРССОН (SE)
Хенрик Андерссон
Хакан БРОДИН (SE)
Хакан БРОДИН
Сюфан ГАО (SE)
Сюфан ГАО
Магнус ПЕРССОН (SE)
Магнус ПЕРССОН
Желько ВУЙИЧИЧ (SE)
Желько ВУЙИЧИЧ
Патрик ЭСТЕРЛУНД (SE)
Патрик ЭСТЕРЛУНД
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2010146228A publication Critical patent/RU2010146228A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2459146C2 publication Critical patent/RU2459146C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/102—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber
    • F23D11/103—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber with means creating a swirl inside the mixing chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/82—Preventing flashback or blowback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343—Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2209/00—Safety arrangements
    • F23D2209/10—Flame flashback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14003—Special features of gas burners with more than one nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14021—Premixing burners with swirling or vortices creating means for fuel or air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14701—Swirling means inside the mixing tube or chamber to improve premixing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: burner with burner head includes mixing tube (3) for pre-mixing of air and fuel; at that, pilot burner system is provided in lower part of mixing tube (3); besides, pilot burner system includes annular mixing cavity (10) with inlet for auxiliary air and for fuel for pilot burner and with outlet nozzles (7), mixing cavity (10) is equipped at least with two swirling blades (18) located near each outlet nozzle (7). Swirling blades (18) at least almost fully cutout the height of mixing cavity (10) relative to axial direction of outlet nozzles (7). Swirling blades (18) are located as pairs of swirling blades (18). One swirling blade (18) of pair of swirling blades (18) is located on outer part, and the second swirling blade (18) is located on inner part of mixing cavity (10) if to see in radial burner direction. Swirling blades (18) are fully integrated with tip (1) of burner. Burner head includes tip (1), intermediate ring (2) and mixing tube (3), which are assembled with each other in order to form the burner head. In circumferential direction of intermediate ring (2) there located are air inlet holes (15) connected to air channels (14). On outlet end of each air channel (14) there located is one or more reflecting holes (16) and reflecting holes (16) open to mixing cavity (10). Outlet nozzle (7) has round or conical or elliptical cross section. ^ EFFECT: invention allows preventing the flame propagation against the flow direction. ^ 12 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к горелке с головкой горелки, обладающей признаками по п.1 формулы изобретения.The present invention relates to a burner with a burner head having the features of claim 1.

Такие горелки предпочтительно адаптированы для работы в камере сгорания газовой турбины. Горелка, известная из ЕР 1389714 А1, содержит завихритель и расположенную за ним смешивающую трубу. Головка горелки снабжена системой контрольной горелки для поддержания основного пламени. Система контрольной горелки содержит смешивающую полость для смешивания топлива для контрольной горелки и вспомогательного воздуха. Смешивающая полость известной горелки имеет чисто кольцевую форму. В смешивающей полости такой конструкции существует риск воспламенения внутри полости.Such burners are preferably adapted to operate in a combustion chamber of a gas turbine. The burner known from EP 1389714 A1 contains a swirler and a mixing pipe located behind it. The burner head is equipped with a pilot burner system to maintain the main flame. The control burner system comprises a mixing cavity for mixing fuel for the control burner and auxiliary air. The mixing cavity of the known burner has a purely annular shape. In a mixing cavity of this design, there is a risk of ignition within the cavity.

Целью настоящего изобретения является улучшения головки горелки вышеописанного типа таким образом, чтобы минимизировать риск обратной вспышки, т.е. распространения пламени против потока.The aim of the present invention is to improve the burner head of the type described above so as to minimize the risk of flashback, i.e. flame spread against the stream.

Эта цель в горелке по ограничительной части п.1 формулы достигается с помощью отличительных признаков, приведенных в этом пункте. В зависимых пунктах приведены полезные варианты настоящего изобретения.This goal in the burner according to the restrictive part of claim 1 of the formula is achieved using the distinguishing features given in this paragraph. The dependent claims provide useful variations of the present invention.

Завихряющие лопасти в смешивающей полости головки горелки по настоящему изобретению создают завихрение входящего потока вспомогательного воздуха. Завихренный поток воздуха заставляет топливо оставаться внутри выпускных сопел и не «вытекать» в смешивающую полость.Swirling blades in the mixing cavity of the burner head of the present invention create a swirl of the incoming auxiliary air stream. The swirling flow of air causes the fuel to remain inside the exhaust nozzles and not “leak” into the mixing cavity.

Документ ЕР 1389714 А можно считать ближайшим прототипом объекта по п.1 формулы, который относится к горелке по ограничительной части п.1 формулы. Документ US 6179608 B1 относится к предохранительному затвору, который объединяет известный предохранительный затвор с завихрителем.Document EP 1389714 A can be considered the closest prototype of the object according to claim 1 of the formula, which relates to the burner in the restrictive part of claim 1 of the formula. No. 6,179,608 B1 relates to a safety shutter that combines a known safety shutter with a swirl.

В US 6179608 B1 показан завихривающий предохранительный затвор, снабженный направленными соплами на выходе раздельных каналов для генерирования пламени, чтобы предотвратить обратную вспышку с помощью множества направленных сопел. Такая конструкция может использоваться после полного завершения процесса смешивания в основном потоке горелки, поскольку распределение по каналам препятствует дальнейшему смешиванию. Согласно настоящему изобретению, поток вспомогательной смеси после завихрения движется через выпускное сопло, создавая вихрь соосно с соплом, который улучшает смешивание и эффективно предотвращает обратную вспышку. В ЕР 1389713 А1 раскрывается контрольная горелка без эффективного предотвращения обратной вспышки.No. 6,179,608 B1 shows a swirling safety shutter provided with directional nozzles at the exit of separate channels for generating a flame to prevent backfiring with a plurality of directional nozzles. This design can be used after the complete mixing process in the main stream of the burner, since the distribution along the channels prevents further mixing. According to the present invention, the flow of the auxiliary mixture after swirling moves through the outlet nozzle, creating a vortex coaxially with the nozzle, which improves mixing and effectively prevents flashback. EP 1 389 713 A1 discloses a control burner without effectively preventing a flashback.

Согласно заявленному изобретению предлагается горелка с головкой горелки, содержащей смешивающую трубу для предварительного смешивания воздуха и топлива, причем система контрольной горелки обеспечена в нижней части смешивающей трубы причем система контрольной горелки содержит кольцевую смешивающую полость с входом для вспомогательного воздуха и для топлива для контрольной горелки и с выпускными соплами, отличающаяся тем, что смешивающая полость снабжена по меньшей мере двумя завихряющими лопастями, расположенными рядом с каждым выпускным соплом.According to the claimed invention, there is provided a burner with a burner head comprising a mixing pipe for preliminary mixing of air and fuel, the control burner system being provided at the bottom of the mixing pipe, the control burner system comprising an annular mixing cavity with an inlet for auxiliary air and for fuel for the control burner and with exhaust nozzles, characterized in that the mixing cavity is provided with at least two swirling blades located next to each in final year at the nozzle.

Предпочтительно завихряющие лопасти по меньшей мере почти полностью перекрывают высоту смешивающей полости относительно осевого направления выпускных сопел.Preferably, the swirling blades at least almost completely overlap the height of the mixing cavity relative to the axial direction of the outlet nozzles.

Предпочтительно завихряющие лопасти расположены как пары завихряющих лопастей.Preferably, the swirling blades are arranged as pairs of swirling blades.

Предпочтительно одна завихряющая лопасть пары завихряющих лопастей расположена на внешней части, а вторая завихряющая лопасть расположена на внутренней части смешивающей полости, если смотреть в радиальном направлении горелки.Preferably, one swirling blade of a pair of swirling blades is located on the outside, and the second swirling blade is located on the inside of the mixing cavity, as seen in the radial direction of the burner.

Предпочтительно завихряющие лопасти полностью интегрированы с наконечником горелки.Preferably, the swirl vanes are fully integrated with the tip of the burner.

Предпочтительно головка горелки содержит наконечник, промежуточное кольцо и смешивающую трубу, собранные друг с другом для образования головки горелки.Preferably, the burner head comprises a tip, an intermediate ring, and a mixing tube assembled together to form the burner head.

Предпочтительно по окружности промежуточного кольца расположены воздушные впускные отверстия, соединенные с воздушными каналами.Preferably, air inlets are arranged around the circumference of the intermediate ring and are connected to the air channels.

Предпочтительно на выходном конце каждого воздушного канала расположено одно или более отражающее отверстие и отражающие отверстия выходят в смешивающую полость.Preferably, at the output end of each air channel, one or more reflective holes are located and the reflective holes exit into the mixing cavity.

Предпочтительно по меньшей мере одно отражающее отверстие открывается во внешнюю часть, и по меньшей мере одно отражающее отверстие открывается во внутреннюю часть смешивающей полости, если смотреть в радиальном направлении горелки.Preferably, at least one reflective hole opens into the outer part, and at least one reflective hole opens into the inner part of the mixing cavity when viewed in the radial direction of the burner.

Предпочтительно выпускное сопло имеет круглое или коническое или эллиптическое сечение.Preferably, the outlet nozzle has a circular or conical or elliptical cross section.

Предпочтительно выпускное сопло содержит конус на выпускной стороне.Preferably, the outlet nozzle comprises a cone on the outlet side.

Также согласно изобретению предлагается газовая турбина, снабженная по меньшей мере одной вышеописанной горелкой.The invention also provides a gas turbine equipped with at least one burner as described above.

Далее следует более подробное описание варианта настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, гдеThe following is a more detailed description of a variant of the present invention with reference to the attached drawings, where

фиг.1 - виз в перспективе головки горелки,figure 1 - visas in perspective of the burner head,

фиг.2 - сечение головки горелки по фиг.1,figure 2 is a cross section of the head of the burner of figure 1,

фиг.3 - вид в перспективе сектора 30° головки горелки по фиг.1 в сечении по воздушным каналам,figure 3 is a perspective view of the sector 30 ° of the burner head of figure 1 in cross section through the air channels,

фиг.4 - вид в перспективе сектора 15° головки горелки по фиг.1 в сечении по воздушным каналам,figure 4 is a perspective view of the sector 15 ° of the burner head of figure 1 in cross section through the air channels,

фиг.5 - сектор 15° наконечника горелки по фиг.4 иfigure 5 - sector 15 ° of the tip of the burner of figure 4 and

фиг.6 - сектор 30° наконечника горелки по фиг.3.6 - sector 30 ° of the tip of the burner of figure 3.

Предлагаемая горелка содержит цилиндрическую головку и расположенный перед ней завихритель. Множество таких горелок применяется для сжигания топливовоздушной смеси в камере сгорания газовой турбины. На чертеже показана только головка горелки, поскольку настоящее изобретение относится к улучшению головки горелки, а завихритель хорошо известен, напр., из ЕР 1389714 А1.The proposed burner contains a cylindrical head and a swirl located in front of it. Many of these burners are used to burn the air-fuel mixture in the combustion chamber of a gas turbine. Only the burner head is shown in the drawing, since the present invention relates to the improvement of the burner head, and the swirler is well known, for example, from EP 1 389 714 A1.

Не показанный завихритель завихряет поток воздуха, который входит в завихритель через щели. Топливо вводится в поток воздуха. Предварительная завихренная смесь топлива и воздуха попадает в смешивающую трубу для дальнейшего смешивания перед тем, как выйти из выходного конца головки горелки.A not shown swirler swirls the flow of air that enters the swirl through slots. Fuel is introduced into the air stream. A preliminary swirling mixture of fuel and air enters the mixing pipe for further mixing before leaving the outlet end of the burner head.

Головка горелки по настоящему изобретению содержит три части, а именно, наконечник 1 горелки, промежуточное кольцо 2 и смешивающую трубу 3. Эти части соединены по линиям А и В (фиг.3 и 4). Эти части могут быть частично сварены или спаяны друг с другом по линиям А и В. Один из сварных швов показан на фиг.2 позицией 4. В собранном состоянии задняя грань наконечника 1 горелки упирается в переднюю грань промежуточного кольца 2, а задняя грань промежуточного кольца 2 упирается в переднюю грань смешивающей трубы 3.The burner head of the present invention contains three parts, namely, the tip of the burner 1, the intermediate ring 2 and the mixing pipe 3. These parts are connected along lines A and B (FIGS. 3 and 4). These parts can be partially welded or welded together along lines A and B. One of the welds is shown in figure 2 by 4. In the assembled state, the rear face of the tip of the burner 1 abuts against the front face of the intermediate ring 2, and the rear face of the intermediate ring 2 abuts against the front face of the mixing pipe 3.

Наконечник 1 горелки имеет скругленную внутреннюю поверхность 5 и коническую переднюю поверхность 6.The tip 1 of the burner has a rounded inner surface 5 and a conical front surface 6.

Горелка работает на обедненной смеси. Если нагрузка снижается, горелка при снижении подачи топлива стремится перейти в нестабильный режим. Для поддержания стабильных условий даже при низкой нагрузке горелка снабжена системой контрольной горелки, которая далее описывается более подробно.The burner runs on lean mixture. If the load decreases, the burner tends to go into unstable mode when the fuel supply is reduced. To maintain stable conditions even at low load, the burner is equipped with a control burner system, which is described in more detail below.

Система контрольной горелки содержит множество выпускных сопел 7, расположенных на конической передней поверхности 6 наконечника 1 горелки. Оси этих выпускных сопел 7 по существу перпендикулярны плоскости конической передней поверхности 6.The control burner system comprises a plurality of exhaust nozzles 7 located on the conical front surface 6 of the burner tip 1. The axes of these exhaust nozzles 7 are essentially perpendicular to the plane of the conical front surface 6.

Выпускное сопло 7 имеет форму цилиндра 8 и, предпочтительно, на выпускной стороне может быть снабжено конусом 9, имеющим скошенную кромку на выходной стороне. Сечение выпускного сопла 7 предпочтительно является круглым или произвольным, например, коническим, эллиптическим или может иметь любую другую подходящую форму. Благодаря скошенной кромке конуса 9 на выходной стороне выпускного сопла 7 устраняются острые кромки, которые являются концентраторами напряжений и со временем могут привести к образованию трещин.The outlet nozzle 7 is in the form of a cylinder 8 and, preferably, on the outlet side may be provided with a cone 9 having a beveled edge on the outlet side. The cross section of the outlet nozzle 7 is preferably circular or arbitrary, for example conical, elliptical, or may have any other suitable shape. Due to the beveled edge of the cone 9 on the output side of the outlet nozzle 7, sharp edges are eliminated, which are stress concentrators and may lead to cracking over time.

Выпускное сопло 7 сообщается с кольцевой смешивающей полостью 10, выполненной внутри наконечника 1 горелки.The exhaust nozzle 7 communicates with the annular mixing cavity 10, made inside the tip 1 of the burner.

Внутри промежуточного кольца 2 в продольном направлении проходят газовые каналы 11, которые проводят газообразное вспомогательное топливо. Газовые каналы 11 выходят в смешивающую полость 10. Газовые каналы 11 соединяют смешивающую полость 10 с кольцевым газовым коллектором 12, который расположен внутри головки горелки на соединении между промежуточным кольцом 2 и смешивающей трубой 3. Не показанная труба подает вспомогательный газ через отверстие 13, выполненное в промежуточном кольце 2 головки горелки, в газовый коллектор 12.Inside the intermediate ring 2 in the longitudinal direction there are gas channels 11, which conduct gaseous auxiliary fuel. Gas channels 11 exit into the mixing cavity 10. Gas channels 11 connect the mixing cavity 10 to the annular gas manifold 12, which is located inside the burner head at the connection between the intermediate ring 2 and the mixing pipe 3. The pipe not shown (not shown) supplies auxiliary gas through an opening 13 made in the intermediate ring 2 of the burner head into the gas manifold 12.

Вспомогательный воздух для сжигания газа для контрольной горелки подается по воздушным каналам 14, имеющим впускные отверстия 15 на окружности промежуточного кольца 2 головки горелки. Воздушные каналы 14 выполнены как высверленные отверстия, проходящие сквозь продольную боковую стенку промежуточного кольца 2 головки горелки.The auxiliary gas combustion air for the control burner is supplied through air channels 14 having inlet openings 15 on the circumference of the intermediate ring 2 of the burner head. The air channels 14 are made as drilled holes passing through the longitudinal side wall of the intermediate ring 2 of the burner head.

Каждый воздушный канал 14 заканчивается множеством (предпочтительно двумя) отражающих отверстий 16. Отражающие отверстия 16 выходят в смешивающую полость 10 со стороны подачи газа для контрольной горелки. Воздух, выходящий из этих отражающих отверстий 16, отклоняется на 90° к сторонам, проходящим вдоль смешивающей полости 10. Такое расположение множества отражающих отверстий 16 улучшает охлаждение наконечника 1 горелки.Each air passage 14 ends with a plurality (preferably two) of reflection holes 16. The reflection holes 16 exit into the mixing cavity 10 from the gas supply side for the control burner. The air leaving these reflective openings 16 deviates 90 ° to the sides extending along the mixing cavity 10. This arrangement of the plurality of reflective openings 16 improves cooling of the burner tip 1.

При необходимости для контрольной горелки можно использовать альтернативное топливо, например, нефть. Нефть для контрольной горелки подается по топливопроводу 17, который сообщается с отдельным каналом для нефти в головке горелки. Выходной конец каналов для нефти выходит в смешивающую полость 10, совпадая по положению с одним из выпускных сопел 7.If necessary, an alternative fuel, for example oil, can be used for the control burner. The oil for the control burner is fed through a fuel line 17, which communicates with a separate oil channel in the burner head. The output end of the oil channels enters the mixing cavity 10, coinciding in position with one of the outlet nozzles 7.

Самой важной частью настоящего изобретения являются завихряющие лопасти 18. Внутри смешивающей полости расположено множество (предпочтительно, две) завихряющих лопастей 18. Эти лопасти полностью или почти полностью перекрывают высоту смешивающей полости 10 в продольном направлении и полностью интегрированы с наконечником 1 горелки. Две завихряющие лопасти 18 установлены парно. Одна завихряющая лопасть 18 каждой пары расположена на внешней части, а другая - на внутренней части смешивающей полости 10 в радиальном направлении.The most important part of the present invention is the swirl blades 18. Inside the mixing cavity there are many (preferably two) swirl blades 18. These blades completely or almost completely overlap the height of the mixing cavity 10 in the longitudinal direction and are fully integrated with the tip 1 of the burner. Two swirling blades 18 are installed in pairs. One swirl blade 18 of each pair is located on the outer part, and the other on the inner part of the mixing cavity 10 in the radial direction.

Завихряющие лопасти 18 или каждая пара завихряющих лопастей 18 расположены рядом с одним из выпускных сопел 7. Таким образом, вспомогательный воздух, поступающий из смешивающей полости 10 в выпускное сопло 7 принудительно завихряется вокруг потока газа для контрольной горелки, движущегося из газового канала 11, при этом образуется вихрь хорошо определенной смеси газа для контрольной горелки и вспомогательного воздуха. Завихряющие лопасти 18 и цилиндр 8 выпускных сопел 7 выполнены так, чтобы минимизировать риск обратной вспышки, т.е. распространения пламени против потока, за счет управления распределением топлива и компонентов скорости в осевом и тангенциальном направлениях выпускного сопла 7. Входящий поток вспомогательного воздуха, генерируемый завихряющими лопастями 18, также заставляет газ для контрольной горелки оставаться внутри выпускного сопла 7 и не «вытекать» в смешивающую полость 10 между двумя парами завихряющих лопастей 18 рядом с двумя отражающими отверстиями 16.The swirl blades 18 or each pair of swirl blades 18 are located next to one of the exhaust nozzles 7. Thus, the auxiliary air coming from the mixing cavity 10 into the exhaust nozzle 7 is forced to swirl around the gas flow for the control burner moving from the gas channel 11, while a vortex is formed of a well-defined gas mixture for the control burner and auxiliary air. The swirl blades 18 and the cylinder 8 of the exhaust nozzles 7 are designed to minimize the risk of flashback, i.e. flame propagation against the flow, by controlling the distribution of fuel and velocity components in the axial and tangential directions of the exhaust nozzle 7. The incoming auxiliary air flow generated by the swirl blades 18 also causes the gas for the control burner to remain inside the exhaust nozzle 7 and not “leak” into the mixing cavity 10 between two pairs of swirling blades 18 next to two reflective holes 16.

Завихряющие лопасти 18 также предназначены для работы в качестве эффективных охлаждающих ребер, поскольку они окружены холодным воздухом, движущимся с большой скоростью, что существенно улучшает охлаждение горячего наконечника 1 горелки. Вторичный эффект завихряющих лопастей 18 заключается в том, что они уравнивают распределение скорости в смешивающей полости 10, что приводит к более равномерному охлаждению всего наконечника 1 горелки. Завихряющие лопасти 18 можно изготавливать экономически эффективно, используя стандартные фрезы.Swirl blades 18 are also designed to work as efficient cooling fins, since they are surrounded by cold air moving at high speed, which significantly improves the cooling of the hot tip 1 of the burner. The secondary effect of the swirling blades 18 is that they equalize the velocity distribution in the mixing cavity 10, which leads to a more uniform cooling of the entire tip 1 of the burner. Swirl blades 18 can be manufactured cost-effectively using standard cutters.

Claims (12)

1. Горелка с головкой горелки, содержащей смешивающую трубу (3) для предварительного смешивания воздуха и топлива, причем система контрольной горелки обеспечена в нижней части смешивающей трубы (3), причем система контрольной горелки содержит кольцевую смешивающую полость (10) с входом для вспомогательного воздуха и для топлива для контрольной горелки и с выпускными соплами (7), отличающаяся тем, что смешивающая полость (10) снабжена по меньшей мере двумя завихряющими лопастями (18), расположенными рядом с каждым выпускным соплом (7).1. A burner with a burner head containing a mixing pipe (3) for pre-mixing air and fuel, the control burner system being provided at the bottom of the mixing pipe (3), the control burner system comprising an annular mixing cavity (10) with an auxiliary air inlet and for fuel for a control burner and with outlet nozzles (7), characterized in that the mixing cavity (10) is provided with at least two swirling blades (18) located next to each outlet nozzle (7). 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что завихряющие лопасти (18) по меньшей мере почти полностью перекрывают высоту смешивающей полости (10) относительно осевого направления выпускных сопел (7).2. The burner according to claim 1, characterized in that the swirling blades (18) at least almost completely overlap the height of the mixing cavity (10) relative to the axial direction of the outlet nozzles (7). 3. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что завихряющие лопасти (18) расположены как пары завихряющих лопастей (18).3. The burner according to claim 2, characterized in that the swirling blades (18) are arranged as pairs of swirling blades (18). 4. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что одна завихряющая лопасть (18) пары завихряющих лопастей (18) расположена на внешней части, а вторая завихряющая лопасть (18) расположена на внутренней части смешивающей полости (10), если смотреть в радиальном направлении горелки.4. The burner according to claim 3, characterized in that one swirling blade (18) of a pair of swirling blades (18) is located on the outside, and the second swirling blade (18) is located on the inside of the mixing cavity (10), when viewed in radial direction of the burner. 5. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что завихряющие лопасти (18) полностью интегрированы с наконечником (1) горелки.5. The burner according to claim 1, characterized in that the swirl blades (18) are fully integrated with the tip (1) of the burner. 6. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что головка горелки содержит наконечник (1), промежуточное кольцо (2) и смешивающую трубу (3), собранные друг с другом для образования головки горелки.6. The burner according to claim 1, characterized in that the burner head contains a tip (1), an intermediate ring (2) and a mixing pipe (3), assembled with each other to form the burner head. 7. Горелка по п.6, отличающаяся тем, что по окружности промежуточного кольца (2) расположены воздушные впускные отверстия
(15), соединенные с воздушными каналами (14).7. Burner according to claim 6, characterized in that around the circumference of the intermediate ring (2) there are air inlets
(15) connected to the air channels (14). 8. Горелка по п.7, отличающаяся тем, что на выходном конце каждого воздушного канала (14) расположено одно или более отражающее отверстие (16) и отражающие отверстия (16) выходят в смешивающую полость (10).8. The burner according to claim 7, characterized in that at the output end of each air channel (14) there is one or more reflective holes (16) and the reflective holes (16) exit into the mixing cavity (10). 9. Горелка по п.7, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно отражающее отверстие (16) открывается во внешнюю часть, и по меньшей мере одно отражающее отверстие (16) открывается во внутреннюю часть смешивающей полости, если смотреть в радиальном направлении горелки.9. The burner according to claim 7, characterized in that at least one reflective hole (16) opens to the outer part, and at least one reflective hole (16) opens to the inside of the mixing cavity, when viewed in the radial direction of the burner. 10. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что выпускное сопло (7) имеет круглое, или коническое, или эллиптическое сечение.10. The burner according to claim 1, characterized in that the exhaust nozzle (7) has a round, or conical, or elliptical section. 11. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что выпускное сопло (7) содержит конус (9) на выпускной стороне.11. The burner according to claim 1, characterized in that the exhaust nozzle (7) contains a cone (9) on the exhaust side. 12. Газовая турбина, снабженная по меньшей мере одной горелкой по п.1. 12. A gas turbine equipped with at least one burner according to claim 1.
RU2010146228/06A 2008-04-15 2009-04-14 Burner RU2459146C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08007392.7 2008-04-15
EP08007392A EP2110601A1 (en) 2008-04-15 2008-04-15 Burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010146228A RU2010146228A (en) 2012-05-20
RU2459146C2 true RU2459146C2 (en) 2012-08-20

Family

ID=40122370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010146228/06A RU2459146C2 (en) 2008-04-15 2009-04-14 Burner

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9074764B2 (en)
EP (2) EP2110601A1 (en)
CN (1) CN102007341A (en)
RU (1) RU2459146C2 (en)
WO (1) WO2009127606A1 (en)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2650612A1 (en) * 2012-04-10 2013-10-16 Siemens Aktiengesellschaft Burner
EP2848867B1 (en) 2013-09-11 2017-09-06 Electrolux Appliances Aktiebolag Kitchen hob and methods for assembling and disassembling the kitchen hob
EP2905539A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Pilot burner with axial swirlers for a gas turbine
US11015809B2 (en) 2014-12-30 2021-05-25 General Electric Company Pilot nozzle in gas turbine combustor
USD787041S1 (en) * 2015-09-17 2017-05-16 Whirlpool Corporation Gas burner
US10837651B2 (en) 2015-09-24 2020-11-17 Whirlpool Corporation Oven cavity connector for operating power accessory trays for cooking appliance
US11777190B2 (en) 2015-12-29 2023-10-03 Whirlpool Corporation Appliance including an antenna using a portion of appliance as a ground plane
US10197279B2 (en) 2016-06-22 2019-02-05 General Electric Company Combustor assembly for a turbine engine
US11022313B2 (en) 2016-06-22 2021-06-01 General Electric Company Combustor assembly for a turbine engine
US10337738B2 (en) 2016-06-22 2019-07-02 General Electric Company Combustor assembly for a turbine engine
US10145568B2 (en) 2016-06-27 2018-12-04 Whirlpool Corporation High efficiency high power inner flame burner
EP3290804A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-07 Siemens Aktiengesellschaft A burner with fuel and air supply incorporated in a wall of the burner
CN106762225B (en) * 2016-11-22 2018-08-03 上海空间推进研究所 Anti-backfire nozzle for rocket engine
DE102017200106A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Burner tip with an air duct system and a fuel channel system for a burner and method for its production
US10551056B2 (en) 2017-02-23 2020-02-04 Whirlpool Corporation Burner base
US10451290B2 (en) 2017-03-07 2019-10-22 Whirlpool Corporation Forced convection steam assembly
US10660162B2 (en) 2017-03-16 2020-05-19 Whirlpool Corporation Power delivery system for an induction cooktop with multi-output inverters
US10627116B2 (en) 2018-06-26 2020-04-21 Whirlpool Corporation Ventilation system for cooking appliance
US10619862B2 (en) 2018-06-28 2020-04-14 Whirlpool Corporation Frontal cooling towers for a ventilation system of a cooking appliance
US10837652B2 (en) 2018-07-18 2020-11-17 Whirlpool Corporation Appliance secondary door
CN109028059B (en) * 2018-09-03 2024-02-02 哈尔滨电气股份有限公司 Fully premixed surface burner with efficient gas-air mixing structure
EP3620718A1 (en) 2018-09-07 2020-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine burner with pilot fuel-air mixing
US11181269B2 (en) 2018-11-15 2021-11-23 General Electric Company Involute trapped vortex combustor assembly
CZ309146B6 (en) * 2021-01-27 2022-03-09 Lersen CZ s.r.o. Duct system for conducting a premixed gaseous fuel-air mixture in the head of a premix burner for combustion of a premixed gaseous fuel-air mixture, a duct insert for this head and a premix burner
KR102764374B1 (en) * 2020-12-18 2025-02-07 한화에어로스페이스 주식회사 Fuel supply device
US12158268B2 (en) 2021-06-08 2024-12-03 Forney Corporation High-capacity igniter
US11692711B2 (en) 2021-08-13 2023-07-04 General Electric Company Pilot burner for combustor
KR102607178B1 (en) 2022-01-18 2023-11-29 두산에너빌리티 주식회사 Nozzle for combustor, combustor, and gas turbine including the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1090969A1 (en) * 1983-01-11 1984-05-07 Среднеазиатский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Использования Газа В Народном Хозяйстве И Подземного Хранения Нефти,Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Turbine burner
SU1315729A1 (en) * 1986-01-23 1987-06-07 Среднеазиатский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Использования Газа В Народном Хозяйстве И Подземного Хранения Нефти,Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Turbine-type burner
SU1763835A1 (en) * 1989-12-13 1992-09-23 Среднеазиатский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Использования Газа В Народном Хозяйстве И Подземного Хранения Нефти, Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Multinozzle burner device of rotating furnace

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0101109B1 (en) * 1982-08-09 1988-03-23 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Mix atomizer
SU1476251A2 (en) 1987-04-07 1989-04-30 Среднеазиатский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Использования Газа В Народном Хозяйстве И Подземного Хранения Нефти, Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Burner
RU1789295C (en) 1989-06-26 1993-01-23 Проектно-Конструкторский Технологический Институт "Молдсельхозтехпроект" Torch for gas-powder surfacing
US5361586A (en) * 1993-04-15 1994-11-08 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine ultra low NOx combustor
US5836164A (en) * 1995-01-30 1998-11-17 Hitachi, Ltd. Gas turbine combustor
JP3311651B2 (en) * 1997-09-03 2002-08-05 株式会社タクマ Cyclone type combustion device
DE59709061D1 (en) * 1997-10-14 2003-02-06 Alstom Burner for operating a heat generator
DE59809222D1 (en) * 1998-09-16 2003-09-11 Abb Research Ltd Burners for a heat generator
NO984956D0 (en) * 1998-10-23 1998-10-23 Nyfotek As Brenner
US6179608B1 (en) * 1999-05-28 2001-01-30 Precision Combustion, Inc. Swirling flashback arrestor
US6363724B1 (en) * 2000-08-31 2002-04-02 General Electric Company Gas only nozzle fuel tip
EP1389713A1 (en) * 2002-08-12 2004-02-18 ALSTOM (Switzerland) Ltd Premixed exit ring pilot burner
CN1328497C (en) * 2004-04-08 2007-07-25 中国科学院工程热物理研究所 Assistant premixed burner of diesel engine for cool start
EP1999410B1 (en) * 2006-03-27 2015-12-02 Alstom Technology Ltd Burner for the operation of a heat generator
US8528334B2 (en) * 2008-01-16 2013-09-10 Solar Turbines Inc. Flow conditioner for fuel injector for combustor and method for low-NOx combustor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1090969A1 (en) * 1983-01-11 1984-05-07 Среднеазиатский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Использования Газа В Народном Хозяйстве И Подземного Хранения Нефти,Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Turbine burner
SU1315729A1 (en) * 1986-01-23 1987-06-07 Среднеазиатский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Использования Газа В Народном Хозяйстве И Подземного Хранения Нефти,Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Turbine-type burner
SU1763835A1 (en) * 1989-12-13 1992-09-23 Среднеазиатский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Использования Газа В Народном Хозяйстве И Подземного Хранения Нефти, Нефтепродуктов И Сжиженных Газов Multinozzle burner device of rotating furnace

Also Published As

Publication number Publication date
EP2268975B1 (en) 2016-12-14
US9074764B2 (en) 2015-07-07
EP2110601A1 (en) 2009-10-21
US20120036855A1 (en) 2012-02-16
WO2009127606A1 (en) 2009-10-22
EP2268975A1 (en) 2011-01-05
CN102007341A (en) 2011-04-06
RU2010146228A (en) 2012-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2459146C2 (en) Burner
JP5468812B2 (en) Combustor assembly and fuel nozzle for gas turbine engine
CA2820071C (en) Axial swirler for a gas turbine burner
US7908863B2 (en) Fuel nozzle for a gas turbine engine and method for fabricating the same
RU2566887C2 (en) Combustion chamber of gas turbine with ultralow emission
EP0935097B1 (en) Combustor
RU2535901C2 (en) Swirler, method for prevention of backfire of burner at least with one swirler, and burner
CN102032569A (en) Combustor
CN101886808A (en) The dry type low NOx combustion system of band pre-mixed direct-injection auxiliary fuel nozzle
JP7184477B2 (en) Dual fuel fuel nozzle with liquid fuel tip
US12152780B2 (en) Method of supplying fuel and air to a combustor with an ignition tube
CN116293812A (en) Fuel nozzle and swirler
CN116878026B (en) Combustor subassembly and burner
US8596074B2 (en) Gas turbine combustor
EA012937B1 (en) Method for a lean gas combustion, a burner and installation
JP6417620B2 (en) Combustor, gas turbine
KR20140007763A (en) Premix burner of the multi-cone type for a gas turbine
KR20190044599A (en) Mixed-combustion burner device
JP2010054142A (en) Combustor
JP2014238177A (en) Gas turbine combustor
EP4230916A2 (en) Combustor with an ignition tube
RO131144B1 (en) Combustion chamber with pre-mixing and vorticity
JP2025101202A (en) Gas burner
KR20180021552A (en) Swirler for Gas Turbine

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20211201